In this study, we generate induced pluripotent stem cells from mouse amniotic fluid cells, using a non-viral-based transposon system.
Induced pluripotent stem (iPS) cells are generated from mouse and human somatic cells by forced expression of defined transcription factors using different methods. Here, we produced iPS cells from mouse amniotic fluid cells, using a non-viral-based transposon system. All obtained iPS cell lines exhibited characteristics of pluripotent cells, including the ability to differentiate toward derivatives of all three germ layers in vitro and in vivo. This strategy opens up the possibility of using cells from diseased fetuses to develop new therapies for birth defects.
Пренатальная диагностика является важным клиническим инструментом для оценки генетических заболеваний (т.е. хромосомных аберраций, моногенные или полигенных / многофакторный заболевания) и врожденные пороки развития (то есть врожденная диафрагмальная грыжа, кистозные поражения легких, пупочная грыжа, Гастрошизис). Амниотической жидкости (AF) клетки легко получить из регулярно запланированных процедур во втором триместре беременности (т.е. амниоцентеза и амниоредукцией) или кесарева сечения 1, 2. Наличие клеток AF от пренатальной или неонатальных пациентов дает возможность использовать этот источник для регенеративной медицины, и некоторые исследователи исследовали возможность лечения различных повреждений тканей или болезни , используя популяцию стволовых клеток , выделенной из AF 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12. Возможность легко получать клетки AF от больных пациентов, в окне времени, в котором заболевание часто неподвижен, открывает путь к идее использования этого источника клеток для целей перепрограммирования. Действительно, индуцированных плюрипотентных стволовых (ИПС) клетки , полученные из клеток AF может быть дифференцирован в клетках , представляющих интерес для экстракорпорального тестирования на наркотики или для тканевой инженерии подходов, с тем чтобы подготовить адекватный пациент-специфической терапии до родов. Многие исследования уже продемонстрировали способность клеток AF перепрограммировать и дифференцировались в широком диапазоне типов клеток 13, 14, 15, 16, 17 </ SUP>, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27.
С момента открытия Такахаши и Яманака 28 перепрограммирован соматических клеток через форсированной экспрессии четырех факторов транскрипции (Oct4, Sox2, CMYC и Klf4), прогресс был достигнут в области перепрограммирования. Рассматривая различные методы, мы можем различать вирусные и невирусных подходы. Первый предполагает использование вирусных векторов (ретровирусы и лентивирусов), которые имеют высокую эффективность, но, как правило, неполное глушение ретровирусного трансгена, причем как следствие частично перепрограммирован клеточной линии и рискинсерционного мутагенеза 29, 30, 31. Невирусная метод использует различные стратегии: т.е. плазмиды, векторы, мРНК, белки, транспозонов. Вывод плюрипотентных клеток свободных трансгенных последовательностей стремится обойти потенциально вредные последствия вытекающей трансгенной экспрессии и инсерционного мутагенеза. Среди всех вышеперечисленных невирусных стратегий, то PiggyBac (PB) система транспозонов / транспозаза требует только перевернутые концевые повторы фланговые трансген и переходную экспрессию транспозазы фермента катализировать вставки или иссечения события 32. Преимущество в использовании транспозонов по сравнению с другими методами для генерации иПК клеток является возможность получения вектора свободных плюрипотентных клеток с не вирусным вектором подход, который показывает ту же самую эффективность ретровирусных векторов. Это возможно с помощью трассировки менее иссечения интегрированной кодировки транспозонов для reprogramming факторы после новой временной экспрессии транспозаза в клетках плюрипотентных 33. Учитывая , что ПБ является эффективным в различных типах клеток , 34, 35, 36, 37, больше подходит для клинического подхода в отношении вирусных векторов, а также позволяет для производства Xeno свободных плюрипотентных клеток в отличие от текущих вирусных производства протоколы , которые используют ксенобиотика условия, эта система используется для получения плюрипотентных клеток из мышиного AF.
Здесь мы предлагаем подробный протокол следующую уже опубликованную работу , чтобы показать производство плюрипотентных плюрипотентных клонов из клеток AF мыши (плюрипотентных клеток-AF) 38.
Метод, выбранный для получения индукции плюрипотентности имеет важное значение для клеток клинической безопасности в отношении долгосрочной трансплантации. В настоящее время существует несколько методов, подходящих для перепрограммирования. Среди не-интегративных методов, вирусны…
The authors have nothing to disclose.
This work was supported by CARIPARO Foundation Grant number 13/04 and Fondazione Istituto di Ricerca Pediatrica Città della Speranza Grant number 10/02. Martina Piccoli, Chiara Franzin and Michela Pozzobon are funded by Fondazione Istituto di Ricerca Pediatrica Città della Speranza. Enrica Bertin is funded by CARIPARO Foundation Grant number 13/04. Paolo De Coppi is funded by Great Ormond Street Hospital Children’s Charity.
100 mm Bacterial-grade Petri Dishes | BD Falcon | 351029 | For in vitro differentiation |
2-mercaptoethanol | Sigma | M6250 | For mouse AF, iPS-AF cells and differentiation medium |
Alexa568-conjugated goat anti-mouse IgM | Thermo Fisher Scientific | A21043 | Secondary antibody (immunofluorescence) |
Alexa594-conjugated chicken anti-goat IgG | Thermo Fisher Scientific | A21468 | Secondary antibody (immunofluorescence) |
Alexa594-conjugated chicken anti-rabbit IgG | Thermo Fisher Scientific | A21442 | Secondary antibody (immunofluorescence) |
Alexa594-conjugated goat anti-mouse IgG | Thermo Fisher Scientific | A11005 | Secondary antibody (immunofluorescence) |
Alkaline Phosphatase kit | Sigma | 85L1 | Alkaline Phosphatase staining |
Ampicillin | Sigma | A0166 | For bacterial selection |
Bovine Serum Albumin | Sigma | A7906 | BSA, for blocking solution. Diluted in PBS 1X |
Chloroform | Sigma | C2432 | For RNA extraction |
DH5α cells | Thermo Fisher Scientific | 18265-017 | Bacteria for cloning procedure |
Dulbecco's Modified Eagle Medium (DMEM) | Thermo Fisher Scientific | 41965039 | For MEF, mouse AF, iPS-AF cells and differentiation medium |
Doxycycline | Sigma | D9891 | For exogenous factors expression |
Microcentrifuge tubes (1.5 mL) | Sarstedt | 72.706 | For PB production |
ES FBS | Thermo Fisher Scientific | 10439024 | For mouse AF, iPS-AF cells and differentiation medium |
FBS | Thermo Fisher Scientific | 10270106 | For MEF medium |
Fine point forceps | F.S.T | Dumont #5 | AF isolation |
Gelatin | J.T.Baker | 131 | Used 0.1%, diluted in PBS 1X |
Glycine | Bio-Rad | 161-0718 | For blocking solution. Diluted in PBS 1X |
Haematoxylin QS | Vector Laboratories | H3404 | Nuclei detection |
HE | Bio-Optica | 04-061010 | Histological analysis of teratoma |
Hoechst | Thermo Fisher Scientific | H3570 | Nuclei detection |
Horse Serum | Thermo Fisher Scientific | 16050-122 | For blocking solution |
HRP-conjugated goat anti-mouse IgG | SantaCruz | sc2005 | Secondary antibody (immunoperoxidase) |
ImmPACT NovaRED | Vector Laboratories | SK4805 | Peroxidase substrate |
Insulin syringe with needle (25G) | Terumo | SS+01H25161 | Amniocentesis procedure |
Klf4 | SantaCruz | sc-20691 | Rabbit polyclonal IgG |
L-glutamine | Thermo Fisher Scientific | 25030 | For mouse AF, iPS-AF cells and differentiation medium |
LB broth (Lennox) | Sigma | L3022 | For bacterial growth |
LIF | Sigma | L5158 | For mouse AF and iPS-AF cells medium |
Matrigel | BD | 354234 | For in vitro differentiation. Diluted 1:10 in DMEM |
Methanol | Sigma | 32213 | Peroxidase blocking |
MULTIWELL 24 well plate | BD Falcon | 353047 | For in vitro differentiation |
MULTIWELL 6 well plate | BD Falcon | 353046 | For MEF, mouse AF and iPS-AF cells culture |
Nanog | ReproCELL | RCAB0002P-F | Rabbit polyclonal IgG |
Non-essential amino acids | Sigma | M7145 | For mouse AF, iPS-AF cells and differentiation medium |
Normal Goat Serum | Vector Laboratories | S2000 | For blocking solution. Diluted in PBS 1X |
NP-40 | Sigma | 12087-87-0 | For cell permeabilization. Diluted in PBS 1X |
Oct4 | SantaCruz | sc-5279 | Mouse monoclonal IgG2b |
Oligo (dT) | Thermo Fisher Scientific | 18418012 | For RT-PCR |
Paraformaldehyde (solution) | Sigma | 441244 | PFA, fixative, diluted in PBS |
PBS 10X | Thermo Fisher Scientific | 14200-067 | D-PBS, free of Ca2+/Mg2+. Diluted with sterile water to obtain PBS 1X |
Penicillin – Streptomycin | Thermo Fisher Scientific | 15070063 | For MEF, mouse AF, iPS-AF cells and differentiation medium |
Petri Dish (150mm) | BD Falcon | 353025 | For MEF culture, tissue culture |
PiggyBac transposase expression plasmid | Provided by professor Andras Nagy laboratory | – | mPBase |
PiggyBac-tetO2-IRES-OKMS transposon plasmid | Provided by professor Andras Nagy laboratory | – | PB-tetO2-IRES-OKMS |
QIAprep Spin Maxiprep Kit | Qiagen | 12663 | For plasmids purification |
QIAprep Spin Miniprep Kit | Qiagen | 27106 | For plasmids purification |
Reverse tetracycline transactivator transposon plasmid | Provided by professor Andras Nagy laboratory | – | rtTA |
RNeasy Mini Kit | Qiagen | 74134 | For RNA extraction |
Sox2 | SantaCruz | sc-17320 | Goat polyclonal IgG |
SSEA1 | Abcam | ab16285 | Mouse monoclonal IgM |
SuperScript II Reverse Transcriptase | Thermo Fisher Scientific | 18064-014 | For RT-PCR |
T | Abcam | ab20680 | Rabbit polyclonal IgG |
Taq DNA Polymerase | Thermo Fisher Scientific | 10342020 | PCR |
Trypsin | Thermo Fisher Scientific | 25300-054 | Cell culture passaging |
Triton X-100 | Bio-Rad | 161-047 | For cell permeabilization, diluted in PBS 1X |
TRIzol Reagent | Thermo Fisher Scientific | 15596-026 | For RNA extraction |
Tubb3 | Promega | G712A | Mouse monoclonal IgG1 |
TWEEN-20 | Sigma | P1379 | For cell permeabilization, diluted in PBS 1X |
αfp | R&D Systems | MAB1368 | Mouse Monoclonal IgG1 |
αSMA | Abcam | ab7817 | Mouse Monoclonal IgG2a |
Transfection Reagent (FuGENE HD) | Promega | E2311 | For AF cells transfection |
Stereomicroscope | Nikon | SM2645 | To perform amniocentesis |
200 ul tips | Sarstedt | 70.760012 | To pick bacteria colonies |
Scissor | F.S.T | 14094-11 stainless 25U | To perform amniocentesis |
Ethanol | Sigma | 2860 | To clean the abdominal wall of the pregnant dam |
Tissue culture petri dish (150 mm) | BD Falcon | 353025 | For MEF expansion |
Mitomycin C | Sigma | M4287-2MG | For MEF inactivation |
MULTIWELL 96 well plate | BD Falcon | 353071 | For iPS-AF culture |